Bidang Unggulan : Ketahanan Pangan Kode/Nama Bidang Ilmu : 169/Ilmu Pangan
LAPORAN KEMAJUAN
HIBAH UNGGULAN PROGRAM STUDI
Ekstraksi dan Modifikasi Pati Keladi dengan Pemanasan-Pendinginan (Autoclaving-Cooling) dalam Upaya Meningkatkan Nilai Tambah Umbi-umbian Lokal
TIM PENELITI
A.A Istri Sri Wiadnyani, S.TP., M.Sc Dr.Ir. IDG. Mayun Permana, MS I Wayan Rai Widarta, S.TP.,M.Si
NIDN: 0006017902 NIDN: 0007115904 NIDN: 0012098004
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNIVERITAS UDAYANA
2015
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
DAFTAR ISI ... iii
RINGKASAN ... iv
JUDUL PENELITIAN ... 1
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
2.1. Keladi ... 3
2.2. Pati ... 4
2.3. Ekstraksi Pati ... 6
2.4. Modifikasi Pati ... 7
2.5. Autoclaving-cooling ... 8
BAB III. METODE PENELITIAN ... 10
3.1. Bahan dan Alat Penelitian .... ... 10
3.2. Tahapan Pelaksanaan Penelitian ... 10
3.3. Parameter Pengamatan ... 15
3.3.1. Kadar Air ... 15
3.3.2. Kadar Abu ... 16
3.3.3. Kadar Protein... 16
3.3.4. Kadar Lemak ... 17
3.3.5. Kadar karbohidrat ... 17
3.3.6. Rendemen ... 17
3.3.7. Kadar Pati ... 18
3.3.8. Derajat Putih ... 18
3.3.9.Kadar Oksalat ... 18
3.3.10.Kadar Amilosa... 19
3.3.11.Amilografi Pati ... 20
3.3.12.Swelling Power dan Kelarutan ... 20
3.3.13.Paste Clarity ... 21
3.3.14.Resistant Starch ... 21
3.3. Luaran Penelitian ... 23
3.4. Indikator Capaian Penelitian ... 24
BAB IV. HASIL SEMENTARA ... 25
4.1. Kadar Proksimat Umbi Talas Kimpul ... 25
4.2. Ekstraksi dan Karakterisasi Pati Talas Kimpul ... 25
4.2.1. Rendemen ... 25
4.2.2. Kadar Pati ... 25
4.2.1. Kadar Ca-Oksalat ... 25
4.2.2. Derajat Putih ... 25
BAB V. KESIMPULAN ... 25
DAFTAR PUSTAKA ... 26
RINGKASAN
Keladi (Xanthosoma sagittifolium) sebagai salah satu umbi minor merupakan umbi-umbian lokal Bali yang belum dimanfaatkan secara optimal untuk memenuhi kebutuhan pangan. Keladi hanya dimanfaatkan sebagai sumber pangan alternatif di daerah-daerah tertentu apabila terjadi paceklik atau bencana alam. Sampai saat ini, umbi keladi biasanya hanya diolah secara sederhana dengan dikukus, direbus atau dengan sedikit variasi dibuat berbagai produk olahan antara lain getuk, keripik, perkedel dan sebagainya. Pengolahan umbi-umbian menjadi bentuk pati mempunyai daya simpan yang lebih tinggi dan peluang pasarnya lebih luas karena dapat dicampur dengan olahan tepung lain untuk memperoleh gizi yang lebih baik serta dibuat menjadi berbagai produk olahan yang lebih beragam sehingga dapat meningkatan nilai ekonomis keladi itu sendiri. Hal ini sangat terkait dengan isu ketahanan pangan yang ada dinegara kita maupun di dunia pada saat sekarang ini.
Pati digunakan secara luas dalam industri pangan (Taylor dkk., 2006). Oleh karena itu, ekstraksi pati keladi akan dapat memperluas aplikasinya dalam bidang pangan. Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa ekstraksi pati keladi memiliki rendemen yang cukup tinggi yaitu 19,21% (Wiadnyani dan Widarta, 2012). Namun, dibalik tingginya rendemen yang dihasilkan, kadar pati yang diperoleh masih belum optimal.
Salah satu cara untuk meningkatkan nilai tambah pati adalah memodifikasi pati sehingga memiliki sifat-sifat atapun karakteristik yang baik dan cocok diaplikasikan pada tertentu. Industri pangan sudah banyak yang memanfaatkan pati termodifikasi untuk maembantu dalam produk makanan tertentu sehingga dapat meningkatkan kualitas dan nilai fugsionalnya
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk pemanfaatan umbi keladi lokal di Bali sebagai sumber pangan pokok alternatif pengganti beras dan terigu sehingga Universitas Udayana sebagai universitas negeri terbesar di Bali dapat berperan serta membantu mewujudkan ketahanan pangan melalui ekplorasi dan diversifikasi bahan pangan lokal yang ada. Target khusus yang ingin dicapai dalam penelitian ini mendapatkan konsentrasi NaCl dan waktu perendaman yang tepat untuk menghasilkan pati dengan rendemen yang tinggi dan karakteristik terbaik. Selain itu adalah memodifikasi pati keladi dengan metode autoclaving-cooling untuk meningkatkan penggunan pati modifikasi pada aplikasi di bidang pangan
Pada penelitian tahap 1 akan dilakukan ekstraksi pati dengan tujuan menentukan kondisi ekstraksi dengan cara basah meliputi konsentrasi NaCl dan waktu perendaman keladi. Konsentrasi NaCl yang digunakan adalah 0 M (tanpa NaCl), 0,3 M dan 0,6 M sedangkan waktu perendamannya adalah 30, 45 dan 90 menit. Seluruh perlakuan diulang sebanyak dua kali sehingga diperoleh 18 unit percobaan. Parameter yang diamati pada penelitian ini meliputi analisis proksimat seperti kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar serat dan karbohidrat dilakukan terhadap bahan baku, sedangkan pada tahap ekstraksi pati keladi Indikator yang digunakan sebagai hasil terbaik adalah rendemen pati terbanyak dengan tingkat kemurnian paling tinggi (kadar pati paling tinggi).
Pada penelitian tahap 2 dilakukan modifikasi pati dengan metode autoclavibg- cooling dengan 3 taraf yaitu pati alami sebagai kontrol, pati modifikasi satu siklus dan modifikasi 2 siklus, seluruh perlakuan diulangi 3 kali sehingga didapatkan 9 unit percobaan. Parameter yang diamati meliputi kadar amilosa, amilografi pati, paste clarity, kelarutan, swelling power dan Resistant starch.
BAB I. PEDAHULUAN
Di Indonesia, umbi-umbian merupakan sumber karbohidrat yang penting setelah beras dan jagung. Tanaman umbi-umbian yang sudah biasa dijadikan sebagai sumber pangan dan bahan baku industri adalah ubi kayu (singkong) dan ubi jalar. Penguasaan kedua jenis umbi tersebut relatif lebih luas dibandingkan umbi-umbian lain (umbi minor), padahal potensi umbi minor cukup baik untuk dikembangkan. Umbi minor Indonesia mempunyai banyak jenis dan varietasnya, antara lain talas, keladi, uwi, ganyong, suweg dan gembili. Sebagai bahan pangan, umbi-umbi tersebut dapat dimanfaatkan sebagai pensubstitusi terigu dan mengurangi ketergantungan pada beras, karena mengandung karbohidrat dalam jumlah tinggi.
Keladi (Xanthosoma sagittifolium) atau yang dikenal dengan talas kimpul sebagai salah satu jenis umbi lokal bali belum dimanfaatkan secara optimal untuk memenuhi kebutuhan pangan. Keladi hanya dimanfaatkan sebagai sumber pangan alternatif di daerah-daerah tertentu apabila terjadi paceklik atau bencana alam. Padahal keladi merupakan sumber karbohidrat yang mudah dicerna dengan komposisi sekitar 70-80%
(Kusumo dkk., 2002). Sampai saat ini, umbi keladi biasanya hanya diolah secara sederhana dengan dikukus, direbus atau dengan sedikit variasi dibuat berbagai produk olahan antara lain getuk, keripik, perkedel dan sebagainya (Marinih, 2005).
Sebagai sumber karbohidrat, keladi dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku industri dalam bentuk tepung umbi, pati umbi, dan hidrolisat pati serta produk dari pati (starch-based products). Dalam bentuk tepung dan pati, keladi dapat digunakan dalam substitusi terigu dan beras sehingga dapat menghemat devisa dan mengurangi ketergantungan akan beras. Hal ini sangat terkait dengan isu ketahanan pangan yang ada dinegara kita maupun di dunia pada saat sekarang ini.
Pati digunakan secara luas dalam industri pangan (Taylor dkk., 2006). Oleh karena itu, ekstraksi pati keladi akan dapat memperluas aplikasinya dalam bidang pangan.
Hasil penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa ekstraksi pati keladi memiliki rendemen yang cukup tinggi yaitu 19,21% (Wiadnyani dan Widarta, 2012). Namun, dibalik tingginya rendemen yang dihasilkan, kadar pati yang diperoleh masih belum optimal.
Hasil penelitian Widowati dkk. (1997) melaporkan bahwa semakin tinggi konsentrasi dan semakin lama perendaman dalam larutan NaCl dalam ekstraksi pati talas maka rendemen,
derajat putih dan kadar pati yang dihasilkan juga semakin tinggi. Suhu perendaman juga mempengaruhi hasil ekstraksi pati. Peningkatan suhu cenderung meningkatkan rendemen pati talas. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang tinggi sel-sel umbi menjadi lunak sehingga granula pati menjadi lebih mudah lepas, namun semakin tinggi suhu sebagian pati akan tergelatinisasi. Oleh karena itu, perlu dilakukan optimalisasi proses ekstraksi pati untuk meningkatkan rendemen dan kemurnian pati keladi yang dihasilkan.
Penggunaan pati alami (native) menyebabkan beberapa permasalahan yang berhubungan dengan retrogradasi, sineresis, kestabilan rendah, dan ketahanan pasta yang rendah terhadap pH dan perubahan suhu. Sifat fungsional pati yang terbatas menyebabkan terbatasnya pula aplikasinya pada produk pangan. Hal tersebut menjadi alasan dilakukan modifikasi pati secara fisik, kimia, dan enzimatik atau kombinasi dari cara-cara tersebut (BeMiller dan Whistler, 2009). Salah satu cara modifikasi pati secara fisik yang dapat dilakukan untuk mengubah sifat-sifat pati adalah dengan metode pemanasan tinggi- pendinginan (autoclaving-cooling). Modifikasi fisik secara umum adalah dengan pemanasan, bila dibandingkan dengan modifikasi kimia, modifikasi fisik cenderung lebih aman karena tidak menggunakan berbagai pereaksi kimia.
Metode autoclaving-cooling atau yang disebut dengan teknik pemanasan suhu tinggi-pendinginan dapat mengubah karakteristik gelatinisasi pati yaitu meningkatkan suhu gelatinisasi, meningkatkan viskositas pasta pati, membatasi pembengkakan, meningkatkan stabilitas pasta pati dan meningkatkan kecenderungan pati untuk mengalami retrogradasi (Sajilata dkk., 2006). Metode Autoclaving-cooling dapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan fungsional berbagai varietas pati ubi kayu (Nazrah dkk., 2014) dan pada pati pisang (Nurhayati dkk., 2014). Menurut Faridah dkk. 2013, Modifikasi fisik dengan autoclaving-cooling dapat meningkatan serat pangan, kadar Resistant strach (pati tahan cerna) pada pati garut dan pati pisang (Sugiono dkk., 2009) dan pati beras (Yuliwardi dkk., 2014). Resistant starch secara fisiologi memiliki efek kesehatan sehingga dengan demikian Resistant starch dapat dimanfaatkan untuk pembuatan pangan fungsional.
Penelitian ekstraksi pati keladi dan modifikasi pati secara fisik dengan autoclaving-cooling urgen dilakukan untuk memperbaiki sifat fisik, kima dan fungsional pati keladi sehingga memperluas penggunaannya pada industri pangan. Peningkatan penggunaan pati keladi sebagai bahan baku produk pangan diharapkan dapat menurunkan penggunaan terigu. Disamping itu, peningkatan konsumsi keladi diharapkan dapat meningkatkan pendapatan petani pedesaan yang memproduksi keladi.
II. TINJUAN PUSTAKA 2.1. Keladi
Di Indonesia produksi umbi minor sangat terbatas, bahkan pembudidayaan oleh petani dan balai-balai penelitian terbatas untuk mempertahankan sumberdaya plasma nutfah. Beberapa jenis umbi bahkan dapat diandalkan sebagai sumber pangan pokok, sehingga jika budidaya dan pemanfaatan tanaman umbi-umbian ini dikembangkan menjadi tanaman komersial di bidang pertanian, maka paling tidak tanaman umbi minor ini bisa setara popularitasnya dengan ubi kayu dan ubi jalar.
Tanaman keladi (Xanthosoma sagittifolium) mempunyai umbi (cormels) yang banyak, sehingga sering disebut talas kimpul (umbinya berkumpul) (Giacometti dan Leon, 1994). Keladi merupakan jenis umbi-umbian dan salah satu komoditas pertanian yang memiliki peranan yang cukup strategis tidak hanya sebagai sumber pangan dan bahan baku industri tetapi juga pakan ternak. Sebagai tanaman penghasil karbohidrat yang cukup produktif, keladi merupakan tanaman yang mudah ditanam dan cukup potensial, sehingga sangat layak untuk dikembangkan (Rubatzky dan Yamaguchi, 1998). Keladi merupakan tanaman yang telah dikenal di Bali, sejak jaman Bali Kuno. Umbi keladi disebutkan berkali-kali dalam prasasti Bali kuno sebagai salah satu hasil pertanian (Anon., 2014a).
Hal tersebut mnyebabkan keladi sangat mudah tumbuh di daerah-daerah pertanian di pulau Bali. Potensi produksi rata-rat per hektar adalah 30 ton (Anon., 2014b), suatu produksi yang jauh lebih tinggi dibandingkan padi (4-6 ton per hektar).
Keladi merupakan tanaman yang berasal dari Benua Amerika dan menyebar ke wilayah Asia, Kepulauan pasifik dan Afrika pada abad ke-19 (Onwueme, 1978). Negara- negara yang udah memperhatikan kegunaan keladi dan membudidayakan secara luas adalah Cina, Jepang dan India sedangkan di Indonesia jenis umbi-umbian ini belumlah mendapat perhatian.
Tanaman keladi memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena hampir sebagian besar bagian tanaman dapat dimanfaatkan untuk dikonsumsi manusia. Tanaman keladi yang merupakan penghasil karbohidrat berpotensi sebagai suplemen/substitusi beras atau sebagai diversifikasi bahan pangan, bahan baku industri dan lain sebagainya. Sampai saat ini, produk pangan yang dibuat menggunakan bahan baku keladi sangat jarang ditemui.
Keladi umumnya di daerah Bali, diolah hanya dengan jalan direbus saja atau digunakan sebagai pakan ternak sehingga kurang memiliki nilai ekonomis, padahal keladi
mempunyai peluang yang besar untuk dikembangkan karena berbagai manfaat dan dapat dibudidayakan dengan mudah.
Keladi merupakan sumber pangan yang penting karena zat gizi utama terdapat pada umbi keladi adalah pati, yang merupakan sumber kalori yang penting. Selain merupakan sumber karbohidrat, protein dan lemak, keladi juga mengandung beberapa unsur mineral dan vitamin. Komposisi zat yang terkandung dalam 100 gram talas dapat dilihat pada Tabel 1 berikut :
Tabel 1. Komposisi zat gizi umbi keladi
Komponen Komposisi
Air (%) 67,10 *) 71,09 **)
Protein (%) 1,55 0,95
Lemak (%) 0,44 0,11
Pati (%) 27,6 17,23
Gula (%) 0,42 0,49
Serat makanan (%) 0,99 1,58
Vitamin C mg/100g 13,60 13,26
Abu (%) 1,04 0,75
Kalsium mg/100g 8,50 -
Sumber : *) Bradbury dan Holloway (2000)
**) Suprapta dkk. (2003)
2.2. Pati
Struktur kimia pati berupa karbohidrat kompleks (polisakarida) tersusun dari banyak unit glukosa. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik.
Berbagai macam pati tidak sama sifatnya, tergantung dari panjang rantai C-nya, serta apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya. Amilosa merupakan polimer yang mempunyai struktur lurus dengan ikatan α (1,4)-glikosidik serta membentuk bagian kristalin yang kompak dan pada setiap rantai terdapat 500-2000 unit D-glukosa sedangkan amilopektin adalah polimer berantai cabang dengan ikatanα-(1,4)-glikosidik dan ikatanα- (1,6)-glikosidik di tempat percabangannya membentuk bagian amorf dari pati sehingga lebih mudah ditembus oleh air, enzim dan bahan kimia. Setiap cabang terdiri dari 25-30 unit D- glukosa (Moorthy, 2004). Struktur polimer amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Gambar 1.
Selain perbedaan struktur, panjang rantai polimer, dan jenis ikatannya, amilosa dan amilopektin mempunyai perbedaan dalam hal penerimaan terhadap iodin. Amilosa akan membentuk kompleks berwarna biru sedangkan amilopektin membentuk kompleks warna ungu-coklat bila ditambah iodin. Komposisi dari amilosa dan amilopektin berbeda- beda untuk tiap jenis pati. Sifat fisikokimia amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Tabel 2. Setiap jenis pati memiliki perbedaan rasio kandungan amilosa dan amilopektin tergantung pada sumber botaninya, dapat dilihat pada Tabel 2.
Pati dan juga produk turunannya merupakan bahan yang multiguna dan banyak digunakan pada berbagai industri antara lain pada minuman dan confectionary, makanan yang diproses, kertas, makanan ternak, farmasi dan bahan kimia serta industri non pangan seperti tekstil, detergent, kemasan dan sebagainya. Kegunaan pati dan turunannya pada industri makanan dan minuman memiliki persentase paling besar yaitu 60%, industri kertas dan tekstil sebanyak 25%, industri farmasi dan bahan kimia 10%, industri non pangan 4% dan makanan ternak sebanyak 1% (Copeland dkk., 2009).
Gambar 1. Struktur amilosa dan amilopektin polimer pati (Moorthy, 2004)
Tabel 2. Kandungan amilosa dan amilopektin pada berbagai jenis pati
Pati Amilosa (%) Amilopektin (%)
Jagung 25 75
Jagung Ketan 0 100
Jagung Amilo-5 53 47
Jagung Amilo-7 70 30
Kentang 22 78
Gandum 23 77
Beras 19 81
Kasava 17 83
Pisang 20 80
Shoti 30 70
Sumber: Robyt ( 2008) 2.3. Ekstraksi Pati
Pati digunakan secara luas dalam industri pangan (Taylor dkk., 2006). Oleh karena itu, ekstraksi pati keladi akan dapat memperluas aplikasinya dalam bidang pangan.
Tahapan-tahapan proses pembuatan pati dari umbi meliputi tahap persiapan dan ekstraksi, tahap pemurnian, tahap pemisahan dan pengeringan serta tahap finishing. Tahapan persiapan dan ekstraksi ini mencakup penghancuran dinding-dinding sel dan pemisahan granula-granula dari bahan-bahan tak terlarut lainnya seperti kotoran dan bahan dinding sel. Kegiatannya mencakup pencucian umbi, pengupasan umbi, penghancuran umbi menjadi bubur, menambahan air dan menyaringnya untuk mendapatkan susu pati (Utami, 2009).
Pada tahap pemurnian dilakukan substitusi air terhadap cairan yang mengelilingi granula-granula pati untuk memudahkan pemisahannya. Kegiatannya meliputi pengendapan susu pati dan mencucinya dengan air. Tahap pemisahan air dan pengeringan bertujuan untuk membuang air sampai kering, dengan kadar air tertentu. Tahap terakhir yaitu tahap finishing mencakup kegiatan penghancuran gumpalan pati serta operasi- operasi lainnya (Utami, 2009). Tahapan ekstraksi pati membutuhkan air proses yang nantinya berpengaruh pada pati yang dihasilkan. Air yang berhubungan dengan hasil-hasil industri pengolahan pangan harus memenuhi setidak-tidaknya standar mutu yang
diperlukan untuk minum atau air minum (Buckle, 1985).
Salah satu kendala sampai sejauh ini adalah keladi kurang diminati dijadikan produk pangan karena adanya kalsium oksalat (oksalat tidak larut) pada keladi yang menyebabkan rasa gatal di mulut. Rasa gatal tersebut dikarenakan oleh tusukan-tusukan kristal kalsium oksalat tersebut bila seseorang mengkonsumsi umbi-umbian seperti keladi, talas, suweg dan lain-lain. Kandungan kalsium oksalat pada keladi adalah 23 mg/100g (Bradbury dan Holloway, 2000). Selain itu kesulitan dalam ekstraksi pati talas adalah banyaknya kandungan lendir dan gum yang menghalangi proses pemisahan granula pati dari komponen-komponen lainnya. Modifikasi metode ekstraksi ataupun isolasi pati keladi dengan cara pemisahan dan pemurnian ditujukan untuk memperoleh pati yang lebih banyak dengan tingkat kemurnian yang tinggi
Penurunan kandungan oksalat pada bahan pangan dapat dilakukan dengan beberapa cara seperti perendaman dalam air, perendaman dalam larutan garam dan perendaman dalam larutan asam encer. Penurunan asam oksalat pada talas menggunakan asam klorida (HCl 0,3M; 5 menit) dilakukan oleh Yuliani (2009) dimana kadar oksalat dapat diturunkan 98,59%. Penurunan 75% oksalat pada pati talas dilakukan dengan perendaman dalam air pada suhu 40°C selama 3 jam dan 97,22% menggunakan larutan garam (7,5%; 60 menit) (Yuliani, 2009). Hasil penelitian Widowati dkk. (1997) melaporkan bahwa semakin tinggi konsentrasi NaCl yang digunakan dalam ekstraksi pati talas maka rendemen, derajat putih dan kadar pati yang dihasilkan juga semakin tinggi.
Pati talas yang direndam dalam larutan NaCl 0,3 M memberikan hasil ekstraksi, kemurnian dan derajat putih yang paling tinggi dibandingkan perendaman dengan larutan CaCO3 (Widowati dkk., 1997).
Suhu perendaman juga mempengaruhi hasil ekstraksi pati. Peningkatan suhu cenderung meningkatkan rendemen pati. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang tinggi sel-sel umbi menjadi lunak sehingga granula pati menjadi lebih mudah lepas, namun semakin tinggi suhu sebagian pati akan tergelatinisasi. Hasil pati tertinggi sebesar 96,51%
adalah perendaman dalam larutan NaCl 0,3 M pada suhu 50oC selama 30 menit dan 95,71% dalam larutan CaCO320% suhu 50oC selama 12 jam (Widowati dkk., 1997).
2.4. Modifikasi Pati
Penggunaan pati alami (native) menyebabkan beberapa permasalahan yang berhubungan dengan retrogradasi, sineresis, kestabilan rendah, dan ketahanan pasta yang
rendah terhadap pH dan perubahan suhu. Hal tersebut menjadi alasan dilakukan modifikasi pati secara fisik, kimia, dan enzimatik atau kombinasi dari cara-cara tersebut (BeMiller dan Whistler, 2009). Setiap jenis pati memiliki karakteristik dan sifat fungsional yang berbeda. Sifat fungsional pati yang terbatas menyebabkan terbatasnya pula aplikasinya pada produk pangan.
Modifikasi pati adalah cara mengubah struktur dan mempengaruhi ikatan hidrogen dengan cara terkontrol untuk meningkatkan dan memperluas kegunaannya.
Pati diberi perlakuan tertentu dengan tujuan menghasilkan sifat yang lebih baik untuk memperbaiki sifat sebelumnya atau untuk merubah sifat sebelumnya. Perlakuan ini dapat mencakup penggunaan panas, alkali, asam atau bahan kimia lainnya yang akan menghasilkan gugus kimia baru, perubahan bentuk, ukuran serta struktur molekul pati (Koeswara, 2006). Modifikasi pati diharapkan dapat memperbaiki sifat fisik, kimia dan fungsional dari pati alami. Salah satu cara modifikasi pati secara fisik yang dapat dilakukan untuk mengubah sifat-sifat pati adalah dengan metode pemanasan tinggi- pendinginan (autoclaving-cooling).
2.5. Autoclaving-Cooling
Perlakuan modifikasi secara fisik melibatkan beberapa factor antara lain: suhu, tekanan dan kadar air pati. Granula pati dapat diubah secara parsial maupun total. Prinsip modifikasi fisik secara umum adalah dengan pemanasan, bila dibandingkan dengan modifikasi kimia, modifikasi fisik cenderung lebih aman karena tidak menggunakan berbagai pereaksi kimia. Perlakuan modifikasi secara fisik antara lain: ekstruksi, praboiling, iradisi, steam-cooking, microwave, hydrothermal treatment dan autoclaving- cooling (Sajilata dkk., 2006; Bao dan Bergman, 2004).
Metode autoclaving-cooling atau yang disebut dengan teknik pemanasan suhu tinggi-pendinginan dapat mengubah karakteristik gelatinisasi pati yaitu meningkatkan suhu gelatinisasi, meningkatkan viskositas pasta pati, membatasi pembengkakan, meningkatkan stabilitas pasta pati dan meningkatkan kecenderungan pati untuk mengalami retrogradasi yang akan mempengaruhi kristalinitas pati, dan pengembangan granula pati (Shin dkk., 2002; Zabar dkk., 2008). Menurut BeMiller dan Whistler (2009), Modifikasi tersebut dapat menyebabkan terjadinya pengaturan kembali dan peningkatan derajat asosiasi rantai molekul penyusun pati. Keadaan ini didukung dengan melelehnya daerah
kristalin kembali atau dapat dikatakan terjadinya reorientasi. Perubahan molekuler tersebut berdampak nyata terhadap sifat reologi pati.
Menurut Sajilata dkk. (2006) perlakuan pemanasan dengan menggunakan autoclaving dapat menurunkan daya cerna pati dan meningkatkan produksi pati resisten (resistant starch) hingga 9%. Metode autoclaving dilakukan dengan mensuspensikan pati dengan penambahan air lalu dipanaskan dengan menggunakan autoklaf pada suhu tinggi.
Setelah diautoklaf, suspensi pati tersebut disimpan pada suhu rendah agar terjadi retrogradasi. Untuk meningkatkan kadar pati resisten, siklus tersebut dapat dilakukan berulang.
RS sendiri dibagi menjadi empat golongan yaitu RS I, RS II, RS III dan RS IV. RS III merupakan pati yang paling resisten, terutama berupa amilosa teretrogradasi yang terbentuk selama pendinginan pati tergelatinisasi. Pati autoclaving-cooling termasuk jenis RS III (Sajilata dkk., 2006). Resistant starch (RS), didefinisikan sebagai fraksi pati atau produk degradasi pati yang tidak terabsorbsi dalam usus halus individu yang bersifat resisten terhadap hidrolisis enzim amylase (Shin dkk., 2004). RS dikategorikan sebagai bagian dari serat pangan. RS memiliki efek fisiologis yang bermanfaat bagi kesehatan menurunkan kadar gula darah, sebagai prebiotik, mengurangi resiko pembentukan batu empedu, menghambat akumulasi lemak (Sajilata dkk., 2006) sehingga dengan demikian RS dapat dimanfaatkan untuk pembuatan pangan fungsional (Soto dkk., 2004)
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1.Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah : keladi yang diperoleh langsung dari perkebunan petani di Desa Daup Bangli sedangkan bahan kimia yang digunakan adalah aquades, NaCl, NaOH, H2SO4, HCl, Petroleum eter, larutan Nelson, larutan arsenomolibdat, BaSO4, amilosa murni, asam asetat, buffer fosfat, -amilase, glukoamilase, glukosa murni, GOD, larutan kalium sodium tartrat, larutan buffer Na- fosfat, indikator PP, etanol, NH4OH, CaCl2, KMnO4, larutan iod.
Alat-alat yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah Aluminium foil, kertas label, kain saring, pisau, parutan, ember, waskom, Loyang, container plastik, plastik HDPE, Tissu, kuas, botol semprot, pipet tetes, kertas saring, lumpang, Oven, refrigerator, autoclaf, ayakan 100 mesh, gelas ukur, timbangan roti, timbangan analitik, pengaduk mekanik atau manual, kabinet dyer, eksikator, blender, muffle furnace, labu keldahl, labu soxlet, becker, erlenmeyer, Labu takar, chromameter, petridish, sentrifuse, spektrofotometer, perajang mekanis, waterbath, Brabender Amylograph.
3.2. Tahapan Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dalam dua tahapan. Tahapan penelitian pertama adalah ekstraksi pati keladi dengan perlakuan konsentrasi NaCl dan lama perendaman, sedangkan tahapan kedua adalah modifikasi pati keladi dengan metode pemanasan-pendinginan.
Adapun sistematika tahapan pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada Tabel 3 dan Garis besar (Roadmap) penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.
Tabel 3. Sistematika pelaksanaan penelitian
Tahapan Kegiatan
Tahap 1 Ekstraksi pati keladi
a. Persiapan alat, bahan kimia, dan bahan baku b. Analisis proksimat pada bahan baku
c. Ekstraksi pati keladi dengan perlakuan konsentrasi NaCl dan waktu perendaman
d. Analisis rendemen, kadar pati, derajat putih, dan kadar oksalat
e. Penentuan metode ekstraksi terbaik
Tahap 2. Modifikasi pati keladi dengan metode Pemanasan-pendinginan
Gambar 2. Garis Besar (Roadmap) Penelitian a. Persiapan alat, bahan kimia, dan bahan baku
b. Modifikasi pati keladi (hasil terbaik dari ekstraksi pati keladi tahap 1) dengan metode pemanasan-pendinginan c. Analisis sifat fisikokimia dan fungsional pati keladi
termodifikasi
d. Penentuan kondisi modifikasi pati dengan Pemanasan- pendinginan yang tepat
Modifikasi pati keladi dengan metode autoclaving- cooling
Satu siklus Dua siklus
Tahap 1. Ekstraksi pati keladi
Sebelum dilakukan penelitian tahap 1, dilakukan analisis proksimat terhadap keladi segar meliputi kadar air, kadar protein, kadar lemak, kadar serat, kadar abu dan kadar karbohidrat by difference.
Penelitian tahap 1 diawali dengan memilih bahan yang diperlukan berupa keladi yang berkualitas baik atau tidak mengalami cacat fisik yang didapat dari Desa Daup Bangli yang sebelumnya telah dilakukan analisis proksimat. Keladi dikupas lalu dicuci bersih dan dipotong lalu direndam dalam air selama 1 jam selanjutnya diparut. Keladi yang sudah diparut direndam dalam larutan NaCl pada suhu 50oC dengan perlakuan konsentrasi (0, 0,3 dan 0,6 M) dan lama perendaman (30, 60 dan 90 menit), selanjutnya dilakukan ekstraksi dengan menggunakan kain saring dan diperoleh filtrat 1. Ampas yang diperoleh, kemudian dicampurkan lagi dengan air dengan perbandingan ampas dan air 1 : 3 dan dilakukan ekstraksi hingga diperoleh filtrat 2. Filtrat 1 dan 2 dicampur. Filtrat yang terbentuk ditambahkan NaOH 0,05 N dan diendapkan selama 2 X 24 jam pada suhu 4oC. Air dan endapan kemudian dipisah dan endapan yang diperoleh disebut pati basah. Pati basah kemudian dikeringkan dengan menggunakan oven pengering selama 24 jam pada suhu 50ºC, hingga diperoleh pati kering. Pati kering selanjutnya digiling dan diayak dengan menggunakan ayakan ukuran 100 mesh, dan diperoleh pati dalam bentuk tepung. Diagram alir proses ekstraksi pati keladi dapat dilihat pada Gambar 3. Pati yang diperoleh disimpan dalam wadah yang tertutup rapat. Parameter yang diamati pada tahap ini meliputi : rendemen, kadar pati, kadar oksalat dan derajat putih. Hasil terbaik dari penelitian tahap pertama ini akan digunakan dalam penelitian tahap ke- 2.
Tahapan pertama dari penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yaitu perlakuan konsentrasi NaCl yang terdiri dari 5 taraf:
P0 : 0 M P1 : 0,15 M P2 : 0,3 M P3 : 0,45 M P4 : 0,6 M
Seluruh perlakuan tahap pertama diulang sebanyak dua kali sehingga diperoleh 15 unit percobaan. Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam, dan apabila terdapat pengaruh perlakuan terhadap parameter yang diamati, maka akan
dilanjutkan dengan uji Duncan (Steel dan Torrie, 1993). Hasil terbaik dari penelitian tahap pertama digunakan untuk penelitian tahap kedua. Indikator yang digunakan adalah rendemen pati terbanyak dengan tingkat kemurnian paling tinggi (kadar pati paling tinggi)serta derajat putih terbaik dan kadar Ca-oksalat terendah
Tahap 2. Modifikasi pati dengan metode Autoclaving-cooling
Tahapan penelitian yang kedua adalah modifikasi pati keladi dengan metode pemanasan suhu tinng-pendinginan (Autoclaving-cooling). Pati keladi terbaik dari tahap 1 disuspensian dalam air 20% (diberi perlakuan pengaturan kadar air 20%), kemudian pati keladi dikemas dalam plastik HDPE dan disimpan di refrigerator pada suhu 4°C selama 12 jam agar penyebaran air pada pati merata. Lalu dilakukan perlakuan pemanasan menggunakan autoklaf pada suhu 121 selama 15 menit.. Pati kemudian langsung didinginkan pada suhu ruang selama 1 jam untuk mencegah gelatinisasi lebih lanjut.. Selanjutnya pati diretrogradasi dengan didinginkan pada suhu 4OC selama 24 jam.
Untuk perlakuan autoclaving-cooling 2 siklus peoses pemanasan dengan autoclave dan pendinginan suhu 4OC diulangi sekali lagi. Setelah itu dilakukan pengeringan pada suhu 50°C selama 4 jam. Pati kering selanjutnya digiling dan diayak dengan menggunakan ayakan ukuran 100 mesh. Lalu pati dikemas dan dianalisis sifat fisikokimia dan fungionalnya. Modifikasi pati dengan metode Autoclaving-cooling dapat dilihat pada Gambar 4. Parameter yang diamati dalam penelitian tahap ini meliputi: kadar amilosa, amilografi pati, swelling power, kelarutan, paste clarity, granula pati dan resistant strach. Hasil terbaik pada tahap ini dibandingkan dengan karakteristik sifat fisikokima dan fungsional pati keladi alaminya.
Penelitian tahap kedua ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok dengan perlakuan siklus autoclaving cooling yang terdiri dari 3 taraf yaitu:
P0 : Pati alami terbaik
P1 : Pati modifikasi satu siklus P2 : Pati Modifikasi dua silus
Seluruh perlakuan tahap kedua diulang sebanyak tigakali sehingga diperoleh 9 unit percobaan. Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam, dan apabila terdapat pengaruh perlakuan terhadap parameter yang diamati, maka akan dilanjutkan dengan uji Duncan (Steel dan Torrie, 1993).
Gambar 3. Diagram alir proses ekstraksi pati keladi (Utami, 2009 yang dimodifikasi)
Gambar 4. Diagram alir modifikasi pati dengan Autoclaving–cooling (Lehman dkk., 2003;
Nurhayati, 2014)
3.3. Parameter yang Diamati
Analisis proksimat dilakukan terhadap keladi segar meliputi kadar air, kadar protein, kadar lemak, kadar abu dan kadar karbohidrat by difference. Parameter yang diamati pada tahap pertama meliputi : Rendemen, kadar pati, kadar oksalat dan derajat putih. Pada penelitian tahap kedua parameter yang diamati meliputi: kadar amilosa, amilografi pati, swelling power, kelarutan, paste clarity, Resistant starch.
3.1. Kadar air metode oven (AOAC, 1995).
1) Bahan ditimbang sebanyak 2- 5 gram
2) Ditaruh dalam cawan petri yang telah diketahui beratnya (cawan petri sebelumnya dioven kurang lebih 4 jam untuk mendapatkan berat konstan dan didinginkan dalam desikator selama 10 menit)
3) Kemudian dimasukkan dalam oven suhu 105oC selama kurang lebih 6 jam
Pati Keladi Pengkondisian pada kadar air 20
%Pengemasan (plastik HDPE)
Penstabilan dalam refrigerator (4
OC, 12 jam)
Pemanasan dalam autoclave (suhu 121
OC, 15 menit)
Pendinginan Pada suhu ruang (1 jam)
Pendinginan (suhu 4
OC, 24 jam) Pengeringan dengan oven
(50
OC, 4 jam) Penggilingan
Pengayakan (100 mesh) Pati keladi
termodifikasi
Dua siklus
kemudian dimasukkan desikator 10 menit dan ditimbang beratnya 4) Kemudian dimasukkan oven lagi sampai beratnya konstan
5) Dihitung kadar air dengan perhitungan Kadar air (%b/b) =
a 100 b -
a %
Dimana, a = berat sampel awal b = berat sampel akhir
3.3.2. Kadar abu (AOAC, 1995)
1) Cawan porselin dikeringkan di dalam ovenselama satu jam pada suhu 105oC 2) Dinginkan selama 30 menit di dalam desikator dan ditimbang hingga didapatkan
berat tetap
3) Ditimbang sampel sebanyak 2 g, dimasukkan ke dalam cawan porselin dan dipijarkan di atas nyala api pembakar bunsen hingga tidak berasap lagi,
4) Masukkan ke dalam tanur listrik (furnace) dengan suhu 650oC selama ± 12 jam.
Selanjutnya cawan didinginkan selama 30 menit pada desikator, kemudian ditimbang hingga didapatkan berat tetap. Kadar abu dihitung dengan cara sebagai berikut :
% ax100 (%) b
abu
Kadar
Dimana, a = berat sampel awal b = berat sampel akhir/abu
3.3.3. Kadar Protein dengan metode kjeldahl (AOAC, 1995)
1) Sampel ditimbang sebanyak 0,5 g dan dimasukkan ke dalam labu kjedahl 100 ml.
2) Tambahkan 2 g campuran selen (Kjeltab) dan 25 ml H2SO4pekat
3) Panaskan di atas pemanas listrik atau api pembakar sampai mendidih dan larutan menjadi jernih kehijau-hijauan (sekitar 2 jam) dan dibiarkan hingga dingin
4) Panaskan di atas pemanas listrik atau api pembakar sampai mendidih dan larutan menjadi jernih kehijau-hijauan (sekitar 2 jam) dan dibiarkan hingga dingin
5) Setelah didinginkan, diencerkan dan dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml tepat hingga garis tanda,
6) Larutan dipipet 5 ml dan dimasukkan ke dalam alat penyuling
7) Tambahkan 5 ml NaOH 30 % dan beberapa tetes indikator metil merah
8) Destilasi dengan alat penyuling dan disulingkan selama kurang lebih 10 menit, sebagai penampung digunakan 10 ml larutan asam borat 2 % yang telah dicampur indikator metil merah. Setelah ditampung, ujung pendingin dibilas dengan aquades,
9) Titrasi menggunakan larutan HCl 0,01 N,
10) Prosedur yang sama juga dikerjakan terhadap blanko. Kadar protein dihitung dengan cara sebagai berikut :
3.3.4.Kadar Lemak dengan metode soxhlet (AOAC, 1995)
1) sebanyak 2 g sampel ditimbang, selanjutnya sampel dibungkus dengan selongsong dari kertas saring bebas minyak dan dimasukkan ke dalam tabung soxhlet. Pada saat ekstraksi sistem pendinginan dihidupkan dan tabung soxhlet diisi pelarut petroleum eter secukupnya dan diekstraksi berlangsung selama4 jam.
2) Sesudah ekstraksi selesai petroleum ether yang telah mengandung minyak dipindahkan kedalam botol timbang yang diketahui beratnya..
3) Kkemudian dipanaskan diatas penangas air sampai sampel menjadi pekat. Botol timbang berisi sampel dipanaskan dalam oven pada suhu 100OC sampai dicapai berat konstan. Berat sampel dinyatakan sebgai berat minyak.
Kadar lemak (%) = x100%
sampel berat
kosong berat
dioven setelah
berat
3.3.5.Kadar Karbohidrat by differences (AOAC, 1995).
% Karbohidrat = (100% - Kadar air - Kadar Lemak - Kadar protein - Kadar Abu–Kadar serat kasar)
3.3.6.Rendemen
Rendemen merupakan persentase dari perbandingan antara berat pati yang dihasilkan (g) dengan berat talas yang digunakan (g). Rendemen dapat dihitung dengan menggukana rumus :
Rendemen (%) = x100% (g)
digunakan yang
bahan berat
(g) dihasilkan yang
pati berat
3.3.7. Kadar Pati (AOAC, 1995)
1) Sampel sebanyak 2-5 g ditimbang dan dimasukkan ke dalam beker glass 250 ml 2) Tambahkan 50 ml aquades dan diaduk selama 1 jam
3) Suspensi disaring dengan kertas saring dan dicuci dengan aquades sampai volume filtrat menjadi 250 ml
4) Residu dipindahkan secara kualitatif dari kertas saring ke dalam erlenmeyer dengan pencucian 200 ml aquades
5) Tambahkan 20 ml HCl 25% ditutup dengan pendingin balik 6) Panaskan di atas penangas air mendidih selama 2,5 jam
7) Setelah dingin dinetralkan dengan larutan NaOH 45% dan diencerkan sampai volume 500 ml
8) Kadar gula dinyatakan sebagai kadar glukosa dari filtrat yang diperoleh
9) Penentuan glukosa seperti pada penentuan gula reduksi. Kadar glukosa dikalikan dengan 0,9 yang dinyatakan sebagai kadar pati
Gula reduksi :
1) Sampel diambil sebanyak 5 ml, tambahkan 2,2 ml NaOH 1 N kemudian diencerkan dalam gelas ukur sampai 100 ml
2) Sampel diambil sebanyak 1 ml, tambahkan larutan nelsen dan panaskan selama 20 menit
3) Tambahkan larutan arsenomolibdat sebanyak 1 ml dan aquades sebanyak 7 ml 4) Intensitas warna biru yang terbentuk diukur dengan spektrofotometer pada 540 nm 3.3.8.Derajat Putih (AOAC, 1995)
Uji derajat putih diukur dengan alat Minolta Chromameter CR-310. Mula-mula alat distandarisasikan dengan warna putih (BaSO4 =100 %), kemudian sampel diukur dari display alat akan terlihat besarnya nilai derajat putih (L).
3.3.9.Kadar Oksalat (Oke, 1966 yang dimodifikasi)
Sampel ditimbang sebanyak ± 1 g dimasukan ke dalam erlrnmeyer 50 ml, ditambahkan 10 ml HCl 6 N diaduk dan didiamkan selama 1 jam. Dimasukan ke dalam labu takar 250 ml dan ditambahkan aquades sampai tanda tera, dituangkan kembali
kedalam erlenmeyer ditambahkan dengan PP, lalu ditetesi NH4OH pekat sampai warnanya berubah menjadi merah jambu. Sampel disaring dan diambil filtratnya, ditambahkan 10 ml CaCl2 5%, sampel disentrifugasi pada 2500 rpm, supernatannya dibuang, endapan yang diperoleh dilarutkan dengan 10 ml H2SO4 20%, lalu diencerkan sampai tanda tera dalam lanu ukur 250 ml. Diambil 100 ml sampel lalu dipanaskan hingga suhu 70oC, yang ditandai dengan embun pada dinding erlenmeyer. Selanjutnya dititrasi dengan KMnO4
0,05M sampai berwarna pink diusahakan bertahan 30 detik.
3.3.10. Kadar Amilosa (AOAC, 1995) Penentuan Kurva Standar
1) Sebanyak 40 mg amilosa murni dimasukkan ke dalam tabung reaksi, ditambahkan 1 ml ethanol 95%, dan 9 ml NaOH 1 N. Campuran dipanaskan dalam air mendidih selama 10 menit sampai membentuk gel dan didinginkan. Campuran dipindahkan ke dalam labu takar 100 ml dan ditambahkan aquades sampai total volume menjadi sebesar 100 ml.
2) Larutan tersebut diambil masing-masing 1, 2, 3, 4, dan 5 ml kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml. Kemudian ke dalam labu takar tersebut ditambahkan asam asetat 1 N masing-masing 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; dan 1 ml, lalu ditambahkan masing-masing 2 ml larutan iodin 0,2%. Campuran dalam labu takar ditambahkan aquades sampai tanda tera, dan kemudian didiamkan selama 20 menit.
3) Intensitas warna biru yang terbentuk diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. Kemudian dibuat kurva standard antara konsentrasi dan amilosa.
Penentuan Amilosa Sampel
1) Sebanyak 100 mg sampel pati dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. Larutan dipanaskan dalam air mendidih selama 10 menit, kemudian dibiarkan sampai dingin. Larutan dipindahkan ke dalam labu takar 100 ml dan ditambahkan dengan aquades sampai tanda tera.
2) Larutan tersebut diambil 5 ml, lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml.
Larutan dalam labu takar ditambahkan aquades sampai tanda tera, lalu dikocok dan didiamkan selama 20 menit.
3) Intensitas warna biru yang terbentuk diukur dengan spektrofotometer pada panjang
gelombang 625 nm.
4) Kadar amilosa dihitung dengan :
100%
100 x x fp x amilosa X
% W
Keterangan :
X = konsentrasi amilosa dari persamaan kurva standard.
fp = faktor pengenceran W = berat sampel (mg) 3.3.11. Amilografi Pati (Shimelis dkk ., 2006)
1) Pati sebanyak 1 gram dilarutkan dalam 10 ml aquades yang dilanjutkan dengan homogenisasi.
2) Larutan pati ini kemudian dimasukkan ke dalam alat pengukur viskositas pasta pati ( Visco amilograph )
3) Selama 20 menit suhu dinaikkan dari 30oC sampai menjadi 95oC kemudian dipertahankan selama 10 menit.
4) Selama 15 menit kemudian suhu diturunkan dari 95oC menjadi 50oC.
5) Selama proses pengukuran viskositas pasta pati, larutan pati diagitasi secara periodik menggunakan agitator otomatis
3.3.12. Swelling power dan kelarutan (Tester dan Morrison, 1990)
1) Sebanyak 0,2 gram sampel dimasukkan ke dalam tabung sentrifus dan ditambahkan 10 ml air. Sampel diekuilibrasi pada suhu 25°C selama 5 menit.
2) Sampel dipindahkan dalam waterbath suhu 95°C, selama 30 menit.
3) Sampel didinginkan selama 1 menit pada suhu 20°C. Sampelkemudian disentrifugasi pada kecepatan 3500 rpm selama 15 menit untuk memisahkan gel dan supernatan.
4) Gel kemudian ditimbang untuk menentukan kekuatan pengembangan pati 5) Supernatan kemudian dipindahkan dalam petridish dan dikeringkan pada
suhu 100°C selama 4 jam untuk menghitung kelarutan pati.
Kekuatan pengembangan dan kelarutan pati dihitung dengan persamaan :
Swelling power =
sampel Berat
wadah) sampel
(berat wadah)
gel
(berat
Kelarutan pati = x100% sampel
berat
supernatan kering
Berat
3.3.13. Paste clarity (Sandhu dkk., 2008)
1) Suspensi pati 1 % (w/w) dipanaskan dalam waterbath pada suhu 90OC selama 30 menit dengan pengadukan konstan.
2) Suspensi pati kemudian didinginkan sampai suhu 30OC dan disimpan selama 5 hari pada suhu 4oC
3) Persentase transmittance (% T) diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 640 nm.
4) Setiap 24 jam sampel diukur dengan spektrofotometer dengan membandingkan air sebagai blanko.
3.3.14. Resistant Starch (Ebihara dkk., 2006) Preparasi resistant starch
1) Penentuan waktu inkubasi enzim α-amilase
Pati modifikasi 1 gram disuspensikan ke dalam 50 ml larutan buffer fosfat 0,08 M dan pH 5,9. Kemudian dipanaskan pada air mendidih sampai tergelatinisasi.
Ditambahkan 10 μl -amilase dan diinkubasikan suhu 65°C selama 10, 20, 30, 40 dan 50 menit. Kemudian dilakukan analisis kadar gula reduksi. Setelah didapatkan kadar gula reduksi pada satu waktu paling tinggi maka digunakan untuk inkubasi amilase
2) Penentuan waktu inkubasi glukoamilase
Setelah didapatkan kadar gula reduksi pada satu waktu paling tinggi maka digunakan untuk inkubasi amilase. Dilanjutkan suspensi didinginkan pada suhu ruang lalu ditambah HCl 1 N sampai tercapai pH 4,3. Kemudian dimasukkan 20 μl glukoamilase dan diinkubasikan pada suhu 60°C selama 0,5; 1; 1,5; 2 jam.
Kemudian dilakukan analisis kadar gula reduksi Didapatkan kadar gula reduksi pada satu waktu paling tinggi maka digunakan untuk inkubasi glukoamilase.
3) Penentuan kurva standar glukosa
a. Larutan glukosa standar 1 mg/10 ml. Dimasukkan ke dalam tabung sebanyak 0,0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 dan ditambahkan aquades sebanyak 1; 0,8; 0,6; 0,4;
0,2; 0 sehingga didapakan konsentrasi 0; 2; 4; 6; 8; 10 mg/100 ml.
b. Ditambahkan larutan Nelson A:B (25:1) dan pemanasan dalam penangas air selama 20 menit. Pendinginan sampai suhu tabung 25°C. Ditambahkan masing-masing 1 ml reagensia Arseno-molibdat, gojog sampai semua endapan larut kembali, kemudian masing-masing tabung ditambah 3 mL aquadest, gojog.
c. Peneraan dengan spektofotometer pada 540 nm.
4) Penentuan gula reduksi
a. pengambilan 1 ml sampel kemudian dimasukkan dalam labu takar 100 ml, ditambahkan larutan Pb asetat sebanyak 50 tetes, kemudian ditambahkan aquades sampai tanda. Pengambilan 50 ml dan dimasukkan dalam labu takar 100 ml kemudian ditambahkan Na oksalat sampai jernih. Kemudian penambahan aquades sampai tanda dan penggojogan.
b. pengambilan sebanyak 1 ml dan ditambah 9 ml aquades.
c. Ditambahkan larutan Nelson A:B (25:1) dan pemanasan dalam penangas air selama 20 menit. Pendinginan sampai suhu tabung 25°C. Ditambahkan masing-masing 1 ml reagensia Arseno-molibdat, gojog sampai semua endapan larut kembali, kemudian masing-masing tabung ditambah 3 mL aquadest, gojog.
d. Peneraan dengan spektofotometer pada 540 nm.
Analisis resistant starch
1) Penentuan kurva standar
a. Larutan glukosa standar berkadar 300 mg/l diambil 0.5; 1; 2; dan 3 ml kemudian ditambah aquadest sebanyak 2,5; 2; 1; dan 0 ml aquadest. Blanko menggunakan aquadest sebanyak 3 ml. Lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi.
b. Larutan ditambahkan dengan GOD 1% sebanyak 3 ml lalu ditutup dengan plastik. Setelah itu dipanaskan dalam penangas air 100°C selama 10 menit.
Lalu didinginkan pada suhu kamar.
c. Ditambahkan 1 ml larutan Kalium sodium tartrat (garam Rochelle) 40%. Lalu divortex. Peneraan dengan spektrofotometer dilakukan pada panjang gelombang 575 nm.
2) Penentuan Resistant Starch
a. Pati modifikasi 1 gram kemudian disuspensikan ke dalam 50 ml larutan buffer fosfat 0,08 M dan pH 5,9. Kemudian diinkubasi suhu 100°C sampai tergelatinisasi. Lalu didinginkan pada suhu kamar. Ditambahkan 10 μl - amilase dan diinkubasikan suhu 65°C selama 40 menit. Setelah diinkubasikan, suspensi didinginkan pada suhu ruang lalu ditambah HCl 1 N sampai tercapai pH 4,3. Kemudian dimasukkan 20 μl glukoamilase dan diinkubasikan pada suhu 60°C selama 1 jam.
b. Suspensi diambil 10 μl dan ditambahkan 1 ml GOD. Lalu dicampur dan diinkubasi selama 20 menit pada suhu 20-25°C.
c. Peneraan dilakukan pada panjang gelombang 500 nm.
% 100
sampel berat
0.9 glukosa berat
1
RS
3.4. Luaran Penelitian
Luaran penelitian tahun I adalah berupa:
1. Mendapatkan konsentrasi NaCl dan waktu perendaman yang tepat dalam proses ekstraksi pati untuk memperoleh rendemen pati keladi yang tinggi dengan karakteristik terbaik
2. Mengetahui karakteristik fisikokimia dan fungsional pati talas termodifikasi dengan metode autoclaving-cooling dalam upaya meningkatkan penggunaaanya pada produk pangan.
3. Pati keladi termodifikasi yang dihasilkan diharapkan dapat diaplikasikan secara luas sebagai bahan pangan pokok alternatif atau pun ingridien pangan pengganti terigu sehingga mengurangi ketergantungan dan impor terigu dari luar negeri 4. Universitas Udayana sebagai universitas negeri terbesar di Bali dapat berperan
serta membantu mewujudkan ketahanan pangan melalui ekplorasi dan diversifikasi bahan pangan lokal yang ada.
5. Luaran tambahan dari hasil penelitian ini berupa bahan ajar yang dapat disampaikan di topik-topik mata kuliah yang terkait dengan penelitian ini sehingga hal-hal yang diperoleh dalam penelitian ini dapat dibagi kepada mahasiswa.
3.5. Indikator Capaian Penelitian
Indikator capaian penelitian yang terukur dari penelitian ini adalah :
1. Teknologi ekstraksi pati keladi yang tepat dan mampu menghasilkan rendemen dan kemurnian yang tinggi
2. Teknologi modifikasi pati keladi yang tepat sehingga menghasilkan pati termodifikasi dengan karakteristik yang terbaik
3. Pengajuan makalah untuk publikasi di jurnal nasional terakreditasi bertopik “ Ekstraksi dan Modifikasi Pati Keladi dengan Metode Pemanasan–Pendinginan (Autoclaving-Cooling)”
BAB IV. HASIL SEMENTARA
Penelitian tahap 1 diawali dengan memilih bahan yang diperlukan berupa keladi yang berkualitas baik atau tidak mengalami cacat fisik yang didapat dari Desa Daup Bangli. Keladi dikupas lalu dicuci bersih dan dipotong lalu direndam dalam air selama 1 jam selanjutnya diparut. Keladi yang sudah diparut direndam dalam larutan NaCl pada suhu 50oC dengan perlakuan konsentrasi (0; 0,15; 0,3; 0,45 dan 0,6 M) dengan perbandingan 1:1 terhadapp berat keladi dengan lama perendaman 30 menit, selanjutnya dilakukan ekstraksi dengan menggunakan kain saring dan diperoleh filtrat 1. Ampas yang diperoleh, kemudian dicampurkan lagi dengan air dengan perbandingan ampas dan air 1 : 3 dan dilakukan ekstraksi hingga diperoleh filtrat 2. Filtrat 1 dan 2 dicampur. Filtrat yang terbentuk ditambahkan NaOH 0,05 N dan diendapkan selama 12 jam. Air dan endapan kemudian dipisah dan endapan yang diperoleh disebut pati basah.
Pati basah kemudian dikeringkan dengan menggunakan oven pengering selama 24 jam pada suhu 50ºC, hingga diperoleh pati kering. Pati kering selanjutnya digiling dan diayak dengan menggunakan ayakan ukuran 100 mesh, dan diperoleh pati dalam bentuk tepung.. Pati yang diperoleh disimpan dalam wadah yang tertutup rapat.
Tahapan pertama dari penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) yng terdiri dari 5 taraf:
K0 : 0 M K1 : 0,15 M K2 : 0,3 M K3 : 0,45 M K2 : 0,6 M
Seluruh perlakuan tahap pertama diulang sebanyak tiga kali sehingga diperoleh 15 unit percobaan.. Hasil terbaik dari penelitian tahap pertama digunakan untuk penelitian tahap kedua. Indikator yang digunakan adalah rendemen pati terbanyak dengan tingkat kemurnian paling tinggi (kadar pati paling tinggi) serta derajat putih terbaik dan kadar Ca- oksalat terendah.
4.1. Kadar Proksimat Umbi Talas Kimpul
Tabel 3. Kadar Proksimat Umbi talas Kimpul
No Komposisi (%)
1 Kadar Air 66.75
2 Kadar Abu 1.16
3 Kadar Lemak 0.71
4 Kadar Protein 1.93
5 Kadar Karbohidrat 29.84
4.2. Ekstraksi dan Karakterisasi Pati talas Kimpul 4.2.1. Rendemen
Tabel 4. Rendemen Pati talas kimpul yang diberi perlakuan NaCl
No Rendemen (%)
1 P0 15.92 c
2 P1 16.63 bc
3 P2 16.73 bc
4 P3 17.93 a
5 P4 17.43 ab
Ket :
Huruf yang sama menunjukkan bahwa volume spesifik tidak berbeda nyata pada tingkat kepercayaan 95%
4.2.2. Kadar pati
Tabel 5. Kadar Pati talas kimpul yang diberi perlakuan NaCl
No Kadar Pati (%)
1 P0 90.68 d
2 P1 92.32 c
3 P2 93.05 bc
4 P3 93.85 ab
5 P4 94.60 a
4.2.3. Kadar Ca-Oksalat
Tabel 6. Kadar Ca Oksalat Pati talas kimpul yang diberi perlakuan NaCl
No Kadar
Ca-Oksalat (%)
1 P0 2.41 e
2 P1 1.41 d
3 P2 1.12 c
4 P3 0.81 b
5 P4 0.58 a
4.2.4. Derajat Putih
Tabel 7. Derajat Putih Pati talas kimpul yang diberi perlakuan NaCl
No Derajat
Putih (%)
1 P0 90.57 a
2 P1 91.17 a
3 P2 90.85 a
4 P3 89.91 ab
5 P4 88.37 b
V. KESIMPULAN SEMENTARA
1. Pada penelitian tahap 1 ini yaitu ekstraksi dan karakterisasi pati talas kimpul didapatkan hasil terbaik adalah P3 (NaCl konsentrasi 0,45 M) dengan Rendemen 17,93%, Kadar Pati 93.85%, Kadar Ca-Oksalat 0.81% dan Derajat Putih 89.91%
DAFTAR PUSTAKA
Anonimus. 2014a. Pertanian Bali Kuno.
http://mbojo.wordpress.com/2012/04/04/pertanian-pada-masa-bali-kuno. Diakses 27 September 2014
Anonimus. 2014b. Budidaya Pertanian. http://warintek.bantul.go.id/we.php?
mod=basisdata&kat=1&sub=2&file=191. Diakses 27 September 2014.
AOAC. 1995. Official Methods of Analysis of AOAC International. Sixteenth Edition, 5th Revision, 1999. Vol. 2. USA : AOAC Inc.
Ahmad L. 2009. Modifikasi Pati Jagung dan Aplikasinya untuk Perbaikan Kualitas Mi Jagung. [Tesis] Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Bao J dan Bergman CJ. 2004. The Fuctionality of Rise Starch. Di dalam: Elliason AC, editor. Stach in Food: Structure, Fuction and Applications., Cambridge, England:
Woodhead Publising, CRC Press.
BeMiller J. dan Whistler R. 2009. Starch : Chemistry and Technology. Food Science and Technology. International series, Third Edition, USA.
Bradbury HJ dan Holloway WD. 2000. Chemistry of Tropical Root Crops. Australian Centre for International Agriculture Research, Canberra
Buckle KA. 1985. Kimia pangan. Diterjemahkan oleh Purnomo, H. dan Adiono. UI-Press.
Jakarta
Copeland L, Blazek J, Salman H, Tang CM. 2009. Form and functionality of starch..
Food Hydrocolloids, 1-8.
Donovan JW, Lorenz K, Kulp K. 1983. Differential scanning calorimetry of heat- moisture treatment wheat and potato starches. Cereal Chem 60: 381-387
Ebihara K, Nakai Y, Kishida T. 2006. Hydroxypropyl-distarch phosphate from potato starch increases fecal output, but does not reduce zinc, iron, calcium, and magnesium absorption in rats. J Food Sci 71: S163-S168.
Faridah DN, Rahayu WP, Apriyadi MS. 2013. Modifikasi Pati Garut dengan Perlakuan Hidrolisis Asam dan Siklus Pemanasan-Pendinginan untuk Menghasilkn Pti Resisten Tipe 3
Giacometti DC dan Leon J. 1994. Tannia, Yautia (Xanthosoma sagittifolium),p 253-258.
In J.E. Hernando Bermejo and J. Leon (eds), Neglected Crops: 1492 from Different Perspective. FAO, Rome.
Koeswara. 2006. Teknologi Modifikasi Pati. Ebook Pangan
Kusumo S, Khasanah M dan Moeljopawiro S. 2002. Panduan karakterisasi dan evaluasi plasma nutfah talas. Departemen Pertanian Badan Penelitian dan Pengembangan pertanian Komisi Nasional Plasma Nutfah. Jakarta.
Lehman U, jacabasch G, Schmiedi D. 2003. Characterization of Resistant Starch Type III from Banana (Musa acuminate). J of Agricultural and Food Chemistry 50: 5236- 5240
Marinih. 2005. Pembuatan Keripik Kimpul Bumbu Balado dengan tingkat Pedas yang Berbeda. Semarang: Jurusan Teknologi Jasa dan Produksi, Universitas Negeri Semarang.
Moorthy S. N. 2004. Starch in food Structure, Function and Applications. England : Woodhead Publishing Limited.
Nazrah, Julianti E, Masniary L. 2014. Pengaruh Proses Modifikasi Fisik terhadap Karakteristik Pati dan Produksi Pati Resisten dari Empat Varietas Ubi Kayu (Manihot esculenta). J Rekayasa Pertanian dan Pert. 2(2): 1-9.
Nurhayati, Lkasmi BS, Widowati S dan Kusumaninggrum HD. 2014. Komposisi Kimia dan Kristalinitas Tepung Pisang termodifikasi secara FermentasiSpontan dan Siklus Pemanasan Bertekanan-Pendinginan. J Agritech 34(2): 146-150.
Oke. 1966. Chemical Studies on Some Nigerian Vegetables. J Trop Sci 8(3): 128-132 Onwueme IC. 1978. The Tropical Tuber Crops Yams Cassava Sweeet Potato and
Cocoyam. John Wiley Chichester
Robyt JF 2008. Starch : Structure, Properties, Chemistry and Enzymology.
Departement of Biochemistry, Biophysics, and Molecular Biology. Iowa State University, Ames, USA
Rubatzky VE dan Yamaguchi M. 1998. Sayuran Dunia I: Prinsip, Produksi dan Gizi.
Penerjemah: Herison C. Bandung: Penerbit ITB.
Sajilata MG, Rekha SS, Puspha RK. 2006. Resistant Starch- a Review. J Comprehensive reviews in Food Science and Food Safety.
Sandhu KS, Kaur M, Singh N, Lim ST. 2008. A Comparison of Native and Oxidized Normal and Waxy Corn Starches: Physicochemical, Thermal, Morphological and Pasting Properties. LWT 41: 1000–1010
Shimelis EA, Rakhsit SK dan Meaza M. 2006.Physicochemical properties,pasting behavior and functional characteristics of flours and starches from improved bean (Phaseolus vulgaris L.)Varieties grown in East Africa.Agric Eng Int 8:1-19 Shin S, Byun J, Park KW dan Moon TW. 2004. Effect of Partial Acid and Heat Moisture
Treatment of Formation of Resistant Starch. J Cereal Chemistry 81(2): 194-198 Soto dkk. 2004. Resistant Starch Made from Banana Starch by Autoclaving and
Debranching. J Starch 56: 495-499.
Sugiono, Pratiwi R, Faridah DN. 2009. Modifikasi Pati Garut (Marantha Arundinaceae) dengan Perlakuan Siklus Pemanasan-Pendinginan (Autoclaving-Cooling Cycling) untuk Menghasilkan Pati Resisten tipe III. J Tek. Industri Pangan XX(1): 17-24.
Suprapta DN, Antara M, Arya M, Sudana M, Duniaji AS, Sudarma M. 2003. Penelitian Peningkatan Kualitas dan Diversifikasi Penggunaaan Umbi-umbian sebagai Pangan Alternatif di Bali. Fak.Pertanian Univ. Udayana, Denpasar
Taylor JRN, Schober TJ dan Bean SR. 2006. Novel and non-food uses for sorghum and millets. Cereal Sci 44: 252-271.
Tester RF dan Morrison WR, 1990. Swelling gelatinization of cereal starches I. effect of amylopectin, amylase and lipids. Cereal Chem 67: 551- 557.
Utami PY. 2009. Peningkatan Mutu Pati Ganyong (Canna edulis Ker) Melalui Perbaikan Proses Produksi. Skripsi Fak. Tekn0logi Pertanian IPB, Bogor.
Wiadnyani AAIS. dan Widarta IWR. 2012. Modifikasi Pati Talas dengan Heat Moisture Treatment (HMT) untuk Memperbaiki Karakteristik Starch Noodle (Sohun).
Laporan Penelitian Dosen Muda Universitas Udayana. Tidak dipublikasikan.
Widowati S, Waha MG dan Santosa BAS. 1997. Ekstraksi dan karakterisasi sifat fisikokimia dan fungsional pati beberapa varietas talas (Colocasia esculenta (L.) Schott). Prosiding Seminar Teknologi Pangan
Yuliani S. 2009. Reduksi Senyawa Penyebab Rasa Gatal (Oksalat Protease) hingga 90%
pada Proses Pembuatan Tepung Talas. Laporan Penelitian Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Bogor.
Yuliwardi F, Syamsira E, Hariyadi P Widowati S. 2014. Pengaruh Sikliu Autoclaving- Cooling terhadap Kadar Pati Resisten Tepung Beras dan Bihun yang Dihasilkan.
Artikel Pangan 23(1): 43-52.
Zabar S, Shimoni E and Peled HB. 2008. Development of Nano Structure in Resistant Starch Type III During Thermal Treatments and Cycling. J Macromol Bioscience 8:
163-170.
